TWI618694B - 預濕用組成物 - Google Patents

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TWI618694B
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谷津克也
大石誠士
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東京應化工業股份有限公司
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Abstract

本發明係一種含有質子性之極性溶劑及水之預濕用組成物，前述預濕用組成物係使用於太陽能電池之製造方法，該太陽能電池之製造方法係具有下述步驟：將預濕用組成物旋塗於半導體製造用基板之一面的第1塗布步驟；將包含具有第1雜質元素之擴散劑與溶劑的擴散材料，旋塗於預濕用組成物旋塗後之前述之一面，以形成上述擴散劑之塗膜的第2塗布步驟；對形成有前述塗膜之前述半導體製造用基板進行熱處理，以形成前述擴散劑所具有之雜質元素擴散後之第1雜質層的第1雜質層形成步驟。

Description

預濕用組成物
本發明係關於以旋塗法塗布液狀物時所使用的預濕用組成物。
本發明係基於2013年10月31日於日本申請之特願2013-226686號主張優先權，並於此引用其之內容。
近年來，太陽能電池於各種用途上受到注目。於太陽能電池之製造步驟，有於半導體製造用基板之表面塗布擴散材之步驟。如此之太陽能電池，要求廉價且能以短生產節拍製造。
於塗布上述之擴散材之步驟中所使用之方法，已知有將擴散劑以旋塗法塗布之方法(例如，參照專利文獻1)。
藉由旋塗法之液狀物之塗布，於光阻劑塗布之領域，已知有將含有光阻材料之塗布液進行旋塗的技術。旋塗法，由於係能以高精度形成均一膜厚之塗膜的技術，故例如於使用光微影技術之半導體元件之形成製程中，係於光阻劑塗布之步驟採用。
[先行技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2012-30160號公報
於基板上以旋塗法形成塗膜之際，供給至基板上之塗布液的大部分會因離心力而飛散至旋轉的基板以外，僅以殘存於基板上之塗布液形成塗膜。亦即，所使用之塗布液的大部分皆被丟棄。
如上述專利文獻1，於太陽能電池之形成時若以旋塗法塗布擴散劑，則多量的高價擴散劑會被丟棄。又，為了使用旋塗法廉價地製造太陽能電池，若僅減少擴散劑的使用量，則塗布液無法塗布至基板的端部而產生無法形成塗膜的部分、或於塗膜產生孔洞而容易產生塗膜的形成不良。因此，若欲均一地塗布擴散劑，則必須使用多量的擴散劑，而難以因應欲「廉價」地製造太陽能電池的要求。
另一方面，於光阻塗布領域，於基板上以旋塗法形成塗膜之際，大部分係將基板的旋轉時間設定為長(例如，30秒鐘至1分鐘左右)，以使塗膜之膜厚平均化。如上述之專利文獻1，於太陽能電池之形成時，以旋塗法塗布擴散劑之際，若為了縮短生產節拍而縮短基板的旋轉時間，容易產生塗布偏差而難以形成均一的塗膜。因此，難以因應欲以「短生產節拍」製造太陽能電池的要求。
本發明係有鑑於上述情事所完成者，其目的在於提供一種可抑制擴散劑之使用量的預濕用組成物。
為了解決上述課題，本發明之第一樣態係一種預濕用組成物，其含有質子性之極性溶劑及水，其係使用於太陽能電池之製造方法，該太陽能電池之製造方法係具有下述步驟：將預濕用組成物旋塗於半導體製造用基板之一面的第1塗布步驟；將包含具有第1雜質元素之擴散劑與溶劑的擴散材料，旋塗於預濕用組成物旋塗後之前述之一面，以形成上述擴散劑之塗膜的第2塗布步驟；對形成有前述塗膜之前述半導體製造用基板進行熱處理，以形成前述擴散劑所具有之雜質元素擴散後之第1雜質擴散層的第1雜質擴散層形成步驟。
藉由本發明，可提供一種預濕用組成物，其可抑制擴散劑的使用量，而能抑制擴散劑之塗膜的形成不良，其係使用於太陽能電池之製造方法，該太陽能電池之製造方法具有下述步驟：將預濕用組成物旋塗於半導體製造用基板之一面的第1塗布步驟；將包含具有第1雜質元素之擴散劑與溶劑的擴散材料，旋塗於預濕用組成物旋塗後之前述之一面，以形成上述擴散劑之塗膜的第2塗布步驟；對形 成有前述塗膜之前述半導體製造用基板進行熱處理，以形成前述擴散劑所具有之雜質元素擴散後之第1雜質擴散層的第1雜質擴散層形成步驟。
200‧‧‧擴散材料
210‧‧‧預濕用組成物
1002‧‧‧p+Si層(第1雜質擴散層)
1004‧‧‧n+Si層(第2雜質擴散層)
T‧‧‧凹凸形狀
W‧‧‧基板
Wa‧‧‧一側之面
圖1，係顯示以本實施形態之太陽能電池之製造方法所製造之太陽能電池基板之一例的概略截面圖。
圖2，係顯示本實施形態之太陽能電池之製造方法之流程圖。
圖3，係顯示本實施形態之太陽能電池之製造方法之製程圖。
圖4，係顯示本實施形態之太陽能電池之製造方法之局部擴大圖。
圖5，係顯示本實施形態之太陽能電池之製造方法之製程圖。
圖6，係說明第1塗布步驟及第2塗布步驟之較佳條件之說明圖。
圖7，係實施本實施形態之太陽能電池之製造方法之基板處理裝置之說明圖。
圖8，係顯示基板處理裝置之電氣構成之塊狀圖。
圖9，係顯示塗布裝置之要部構成之圖。
圖10，係顯示噴嘴部之要部構成之圖。
圖11，係顯示藉塗布裝置之擴散材料之塗布步驟之流程圖。
圖12，係說明藉塗布裝置之之塗布步驟之說明圖。
圖13，係顯示基板處理裝置之變形例之圖。
以下，於參照圖式之下，說明使用本發明之一樣態之預濕用組成物之太陽能電池之製造方法。又，於以下所有之圖式，為了使圖式容易觀看，各構成要素之尺寸及比率等皆適當地調整為不同。
圖1，係顯示以本實施形態之太陽能電池之製造方法所製造之太陽能電池基板之一例的概略截面圖。
本實施形態之太陽能電池基板1000，係具有n型矽層(nSi層)1001、p+型矽層(p+Si層)1002、氧化膜1003、與n+型矽層(n+Si層)1004。
nSi層1001，係n型半導體之層，例如可藉由於單晶矽使週期表中屬於15族之雜質元素擴散而得。15族之元素，可舉例如磷(P)、砷(As)、銻(Sb)。於本實施形態，雜質元素係以含有P來說明。
p+Si層1002，係p型半導體之層，例如可藉由於單晶矽使週期表中屬於13族之雜質元素擴散而得。13族之元素，可舉例如硼(B)、鎵(Ga)。於p+Si層1002擴散之雜質元素，相當於本發明之「第1雜質元素」。於本實施形態，雜質元素係以含有B來說明。
氧化膜1003，係結合p+Si層1002所含之雜質元素、單晶矽之基板所含之矽、與氧所生成之氧化膜。於本實施 形態，係以將硼矽酸玻璃(borosilicate glass)作為形成材料之膜來說明。
n+Si層1004，係n型半導體之層，例如可藉由於單晶矽使週期表中屬於15族之雜質元素擴散而得。又，n+Si層1004，較nSi層1001雜質元素之濃度更提高。於n+Si層1004中擴散之雜質元素，相當於本發明之「第2雜質元素」。15族之元素，可舉例如與nSi層1001所使用者相同者。於本實施形態，雜質元素係以含有P來說明。
於圖所示之太陽能基板1000，係於除去氧化膜1003後，於表面施以鈍化處理，並於上面及底面賦予電極，藉此構成太陽能電池之整體。
圖2，係顯示本實施形態之太陽能電池之製造方法之流程圖。如圖所示，本實施形態之太陽能電池之製造方法係含有下述各步驟：於基板表面形成凹凸(凹凸形成步驟、步驟S11)、基板表面之預濕(第1塗膜形成步驟、步驟S121、步驟S12)、擴散劑之塗布(第2塗膜形成步驟、步驟S122、步驟S12)、p+層之形成(第1雜質擴散層形成步驟、步驟S13)、n+層之形成(第2雜質擴散層形成步驟、步驟S14)。
步驟S121與步驟S122，係形成擴散劑之塗膜之步驟(步驟S12)的一部分。
圖3~5，係顯示本實施形態之太陽能電池之製造方法之說明圖，圖3、5係步驟圖，圖4為圖3(c)、(d)之局部 放大圖。
以下，於參照圖2~5之下說明太陽能電池之製造方法。
(凹凸形成步驟)
如圖3(a)所示，本實施形態之太陽能電池之製造方法所使用之基板W，係對俯視為圓形之晶圓WA，切除圓弧之一部分而具有角為圓角的大致矩形形狀。如此之基板W之加工，可為太陽能電池之製造步驟的一部分，亦可使用事先加工為大致矩形之基板來實施太陽能電池之製造步驟。
晶圓WA，例如，可用將使用CZ法(柴可斯基法)或FZ法(浮區法)等所製造之單晶矽等之圓柱型鑄錠，於與圓柱之軸方向正交的方向裁切為薄所得者。又，晶圓WA係以成為n型半導體的方式，事先使15族之雜質元素擴散至整體。
通常，太陽能電池，係將由太陽能電池基板所製造之太陽能電池胞連接複數片以製造太陽能電池模組，再連接複數個太陽能電池模組而成為鋪滿的陣列構造。由於太陽能電池模組一般為矩形，故晶圓WA，係加工為角為圓形之大致矩形的基板，以謀求模組內之設置效率的提升。所得之基板W，係基板W之中央部WC至基板W外周之距離並非固定，具有最短距離L1至最長距離L2之差。
於本實施形態之太陽能電池之製造方法，首先，係如 圖3(b)所示，將基板W之一側之面Wa的整面以鹼溶液AS進行蝕刻處理，以形成表面凹凸(圖2之步驟S11)。對單晶矽所構成之基板W之一側之面Wa進行蝕刻，以於一側之面Wa之整面形成凹凸形狀。蝕刻，係進行至使凹凸形狀的高度例如成為0.3μm~20μm左右為止。
於將如上述之凹凸形狀設置於受光面的太陽能電池，例如，係如半導體元件之形成所使用之晶圓般，與將表面經鏡面處理之面使用為受光面的太陽能電池相比，光於凹凸形狀之表面反射或折射而容易導入至基板內。因此，太陽光之利用效率高，成為可以高效率發電之太陽能電池。
(第1塗布步驟)
接著，如圖3(c)所示，朝基板W之一面Wa，由噴嘴26供給預濕用組成物210，進行旋塗，藉此於一面之Wa整面形成預濕用組成物210之膜(圖2之步驟S121)。詳細之塗布條件於後述。
於本實施形態，將如此於基板W表面形成預濕用組成物之膜稱為「預濕」。
本發明之預濕用組成物，係含有質子性之極性溶劑及水，其係使用於太陽能電池之製造方法，該太陽能電池之製造方法係具有下述步驟：將預濕用組成物旋塗於半導體製造用基板之一面的第1塗布步驟；將包含具有第1雜質元素之擴散劑與溶劑的擴散材料，旋塗於預濕用組成物旋塗後之前述之一面，以形成上述擴散劑之塗膜的第2塗布 步驟；對形成有前述塗膜之前述半導體製造用基板進行熱處理，以形成前述擴散劑所具有之雜質元素擴散後之第1雜質層的第1雜質層形成步驟。又，本發明之預濕用組成物所含有質子性之極性溶劑，係除去水。
質子性之極性溶劑，以有機溶劑為佳，可舉例如，甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等之1元醇；甲基-3-甲氧基丙酸酯、及乙基-3-乙氧基丙酸酯等之烷基羧酸酯；乙二醇、二乙二醇、及丙二醇等之多元醇；乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丙醚、乙二醇單丁醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單丙醚、丙二醇單丁醚、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇、3-甲氧基-1-丁醇、乙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇單乙醚乙酸酯、及丙二醇單甲醚乙酸酯等之多元醇衍生物。
該等之質子性之極性溶劑，可單獨使用、亦可組合使用。
本發明之預濕用組成物所含有之質子性之極性溶劑，較佳為沸點為30℃以上200℃以下者。又，所使用之水，以離子交換水(Deionized Water，DIW)較佳。
本發明之預濕用組成物所含有之質子性之極性溶劑，較佳為，由下述之成分(a)~(c)所構成群中之至少一者。
(a)下述式(I)所表示之化合物、(b)下述式(II)所表示之化合物、 (c)碳數1~4之烷基醇。
【化1】R0-O-(C2H4-O)n-H…(I)
【化2】R0-O-(C3H6-O)n-H…(II)
[式中，R0表示碳數1~4之直鏈狀或分支狀之烷基，n為1或2之整數。]
上述式(I)所表示之化合物，可例示如乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丙醚、乙二醇單異丙醚、乙二醇單丁醚、乙二醇單異丁醚、乙二醇單三級丁醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丙醚、二乙二醇單異丙醚、二乙二醇單丁醚、二乙二醇單異丁醚、二乙二醇單三級丁醚。
上述式(II)所表示之化合物，可例示如丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單丙醚、丙二醇單異丙醚、丙二醇單丁醚、丙二醇單異丁醚、丙二醇單三級丁醚、1,3-丙二醇單甲醚、1,3-丙二醇單乙醚、1,3-丙二醇單丙醚、1,3-丙二醇單異丙醚、1,3-丙二醇單丁醚、1,3-丙二醇單異丁醚、1,3-丙二醇單三級丁醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單乙醚、二丙二醇單丙醚、二丙二醇單異丙醚、二丙二醇單丁醚、二丙二醇單異丁醚、二丙二醇單三級丁醚。
碳數1~4之烷基醇，例如，可例示如甲醇、乙醇、丙 醇及丁醇。
本發明之預濕用組成物所含有之質子性之極性溶劑，當為選自上述之成分(a)~(c)所構成群中之至少一種時，由於與水的調整變得較容易進行，故較佳，其中，以乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、丙二醇單甲醚為更佳。
使用本發明之預濕用組成物之太陽能電池製造方法中所使用之擴散材料所含之溶劑，以有機溶劑為佳，更佳為質子性之極性溶劑。藉由使用擴散材料所含之溶劑與預濕用組成物所含之溶劑於性質上為類似者，如之後所詳述般，可使擴散材料較容易地濕潤擴散。
擴散材料所含之溶劑、與預濕用組成物所含之溶劑亦可為相同者，亦可組合相異者。該組合，例如，上述式(I)所表示之化合物與上述式(II)所表示之化合物之組合、或上述式(II)所表示之化合物與碳數1~4之烷基醇的組合。
本發明之預濕用組成物，較佳為，質子性之極性溶劑與水之質量比為質子性之極性溶劑/水=90/10~30/70，更佳為，質子性之極性溶劑與水之質量比為質子性之極性溶劑/水=90/10~40/60。質子性之極性溶劑與水之質量比調整為如此範圍之預濕用組成物，可大幅地抑制擴散劑的使用量，即使擴散材料之使用量為少，亦不會產生未塗布部分或條紋，可於基板上良好地形成擴散材料之塗布面。
本實施形態中，係說明使用PGME：DIW=1：1之混合溶劑作為預濕用組成物210者。
(第2塗布步驟)
接著，如圖3(d)所示，朝基板W之一側之面Wa，由噴嘴23供給含擴散劑之擴散材料200，進行旋塗，藉此於一側之面Wa之整面形成擴散劑之塗膜(圖2之步驟S122)。詳細之塗布條件於後述。
擴散材料200，係具有含雜質元素之擴散劑與溶劑的液狀物。雜質元素，可舉例如上述之13族元素或15族元素。又，其他之雜質元素，可舉例如鋅、銅等。
擴散材料200所含之擴散劑，可使用具雜質元素之氧化物、鹵化物、硝酸鹽、硫酸鹽等無機鹽、乙酸等有機酸之鹽、具有雜質元素之有機化合物。
擴散劑，具體而言，可舉例如B2O3、(RO)3B、RB(OH)2、R2B(OH)等硼化合物；(RO)3Ga、RGa(OH)、RGa(OH)2、R2Ga[OC(CH3)=CH-CO-(CH3)]等鎵化合物；P2O5、NH4H2‧PO4、(RO)3P、(RO)2P(OH)、(RO)3PO、(RO)2P2O3(OH)3、(RO)P(OH)2等之磷化合物；H3AsO3、H2AsO4、(RO)3As、(RO)5As、(RO)2As(OH)、R3AsO、RAs=AsR等之砷化合物；H3SbO4、(RO)3Sb、SbX3、SbOX、Sb4O5X等之銻化合物；Zn(OR)2、ZnX2、Zn(NO2)2等之鋅化合物。
上述式中，R表示鹵素原子、烷基、烯基或芳基，X 表示鹵素原子。該等化合物之中，較佳為可使用氧化硼(B2O3)、氧化磷(P2O5)等。
本實施形態中，係以使用氧化硼者來說明擴散劑。
擴散材料200所含之溶劑，可使用上述預濕所使用之預濕組成物210中所例示者。擴散材料200所含之溶劑、與預濕所使用之預濕組成物210，較佳為使用相同者。本實施形態中，係以使用PGME：DIW=1：1混合溶劑者來說明作為擴散材料200所含之溶劑。
又，擴散材料200，為了與擴散同時於基板W上形成絕緣膜、平坦化膜、或保護膜，以含有以R1 nSi(OR)2 4-n所表示之烷氧矽烷中之至少一種為出發原料的水解‧縮聚物為佳。又，式中之R1為氫原子、或1價之有機基，R2為1價之有機基，n表示1~3之整數。
此處，上述烷氧矽烷所具有之1價之有機基，可舉例如烷基、芳基、烯丙基、環氧丙基。該等之中，以烷基及芳基為佳。
烷基之碳數以1~5為佳，可舉例如甲基、乙基、丙基、丁基等。又，烷基可為直鏈狀、亦可為分支狀，氫亦可以氟取代。芳基，以碳數6~20者為佳，可舉例如苯基、萘基。
R1 nSi(OR)2 4-n所表示之烷氧矽烷，關於n=1~3分別可例示如以下之化合物。
(i)當n=1時，甲基三甲氧矽烷、甲基三乙氧矽烷、甲基三丙氧矽烷、乙基三甲氧矽烷、乙基三乙氧矽烷、乙基 三丙氧矽烷、丙基三甲氧矽烷、及丙基三乙氧矽烷等之烷基三烷氧矽烷；苯基三甲氧矽烷、及苯基三乙氧矽烷等苯基三烷氧矽烷等；(ii)當n=2時，二甲基二甲氧矽烷、二甲基二乙氧矽烷、二甲基二丙氧矽烷、二乙基二甲氧矽烷、二乙基二乙氧矽烷、二乙基二丙氧矽烷、二丙基二甲氧矽烷、及二丙基二乙氧矽烷等之二烷基二烷氧矽烷；二苯基甲氧矽烷、及二苯基乙氧矽烷等之二苯基二烷氧矽烷等；(iii)當n=3時，三甲基甲氧矽烷、三甲基乙氧矽烷、三甲基丙氧矽烷、三乙基甲氧矽烷、三乙基乙氧矽烷、三乙基丙氧矽烷、三丙基甲氧矽烷、及三丙基乙氧矽烷等之三烷基烷氧矽烷；三苯基甲氧矽烷、三苯基乙氧矽烷等之三苯基烷氧矽烷等；該等之中，較佳可使用甲基三甲氧矽烷、甲基三乙氧矽烷、及甲基三丙氧矽烷等之甲基三烷氧矽烷。
擴散材料200之黏度，較佳為0.7mPa‧s以上50mPa‧s以下(0.7cP以上50cP以下)。黏度若為0.7mPa‧s以上50mPa‧s以下，則不易產生塗膜之塗布偏差，且容易得具有充分膜厚之塗膜。又，可以旋塗時之基板旋轉速度受抑制之條件，將擴散材料200於一側之面Wa塗開，擴散材料200之飛沫不易附著於基板W之另一面。
藉由將如此之擴散材料200旋塗，並持續使基板W旋轉，擴散材料200所含之溶劑揮發，而於一側之面Wa之整面形成擴散劑的塗膜。乾燥後所得之擴散劑之塗膜的膜厚，以3000Å以上10000Å以下為佳。
此處，使用圖4進一步說明圖3(c)(d)所示之預濕、及擴散劑之塗膜形成。圖4(a)，係對應於圖3(c)之局部擴大圖，圖4(b)係對應於圖3(d)之局部擴大圖。
首先，如圖4(a)所示，若將預濕用組成物210旋塗於一側之面Wa，則預濕用組成物210，會積存於一側之面Wa所形成之凹凸形狀T的溝部分DR，並擴展濕潤至基板W的端部。亦即，形成有凹凸形狀T之一側之面Wa，較鏡面的情況更容易保持預濕用組成物210，更容易維持一側之面Wa之整面為以膜狀之預濕用組成物210濕潤的狀態。
接著，如圖4(b)所示，對一側之面Wa供給擴散材料200進行旋塗。於圖中，將擴散材料200擴展濕潤的模樣以白色箭號表示。
一般而言，若欲於表面形成有凹凸形狀之基板的表面旋塗液狀物時，於基板表面移動之液狀物，會因凹凸形狀使移動被阻害。因此，較於表面為鏡面之基板旋塗液狀物的情況，液狀物之擴展濕潤較難。
然而，於本實施形態中，藉由預濕於一側之面Wa形成預濕用組成物210之膜，使預濕用組成物210積存於溝部分DR，可使表面凹凸緩和。因此，擴散材料200之旋 塗時，與未預濕時相比，可容易地且於短時間內使擴散材料200擴展濕潤。
又，擴散材料200，與一側之面Wa所形成之預濕用組成物210之膜於相溶之下，藉旋塗之離心力擴展至基板W之端部。於圖中，將擴散材料200溶解於預濕用組成物210的模樣以黑箭號表示。
於本實施形態之太陽能電池之製造方法，藉由於一側之面Wa形成凹凸形狀T，於溝部分DR良好地保持預濕用組成物210，故容易將擴散材料200於溶解於預濕用組成物210之下擴展至基板W之端部。由於預濕用組成物210之膜形成於一側之面Wa之整面，故藉由上述效果可使擴散材料200塗布至一側之面Wa之整面，可容易地於一側之面Wa之整面形成擴散劑之塗膜。
又，即使擴散材料200之供給量為少量、所使用之擴散劑為少量，亦可有效地使擴散材料於一側之面Wa之整面擴展濕潤，而可容易地於一側之面Wa之整面形成擴散劑之塗膜。
又，如上述，擴散材料200於與一側之面Wa所形成之預濕用組成物210之膜於相溶之下擴展濕潤，於本實施形態之製造方法中，係將擴散材料200以較供給於一側之面Wa上時之黏度更低黏度化來塗布。例如，若一開始即準備低黏度之擴散材料，於旋塗時，擴散材料會繞至基版另一側之面側，使污染另一面的風險增高。然而，如本發明之製造方法，若使供給之擴散材料200邊低黏度化邊進 行旋塗，則污染另一面的風險降低，而能省去洗淨另一面的步驟。
(第1雜質擴散層形成步驟)
接著，如圖3(e)所示，對形成有擴散劑之塗膜的基板W進行熱處理，使雜質元素於基板W擴散，而於基板之表面形成雜質擴散層(圖2之步驟S13)。
亦即，藉由熱處理使擴散劑分解，所生成之雜質元素，由單晶矽製之基板W之表面朝內部熱擴散，藉此於基板W之表面形成雜質擴散層。於本實施形態，由於係使用氧化硼作為擴散劑，故作為雜質擴散層係形成p+之層之p+Si層1002。於圖中，將基板W中形成p+Si層1002後剩餘之部分表式為nSi層1001。
又，於基板表面，擴散劑所含之硼、基板W所含之矽、與空氣中之氧反應，形成以硼矽酸玻璃為形成原料之氧化膜1003。
(第2雜質擴散層形成步驟)
接著，如圖5所示，於基板之另一側之面使第2雜質元素擴散，以形成雜質擴散層(圖2之步驟S14)。
例如，如圖所示，將形成有p+Si層1002及氧化膜1003之基板，配置於室C內，於室C內導入含15族元素之氣體後，將室C內加熱，藉此形成雜質擴散層。於本實施形態中，含15族元素之氣體係使用POCl3，而形成 雜質擴散層之n+之層之n+Si層1004。
又，亦可與形成p+Si層1002時同樣地，於基板之另一側之面形成上述含15族元素之擴散劑的塗膜後，進行熱處理。
於本實施形態，係如此地製造太陽能電池之製造所使用之太陽能電池基板1000。
於之後之步驟中，於對應於上述之一側之面的太陽能電池基板1000之表面賦予抗反射膜、於對應於上述另一側之面的太陽能電池基板1000之表面賦予反射膜等適當之構成後，於兩表面配置電極以製造太陽能電池。
圖6，係說明第1塗布步驟及第2塗布步驟之較佳條件之說明圖。
圖6(a)，係顯示第1塗布步驟及第2塗布步驟之旋塗之條件的圖。圖6(a)之橫軸，係表示旋塗之基板W之旋轉時間(單位：秒)，縱軸係表示旋塗之基板W之旋轉速度(單位：rpm，次每分)。
如圖6(a)所示，於第1塗布步驟，使停止狀態之基板以旋轉速度R1旋轉至時間T1。於達到既定之旋轉速度R1之後，將預濕用組成物210滴下至基板W之一側之面Wa，於時間T1至時間T2維持旋轉速度R1以進行旋塗。
之後，於第2塗布步驟，於將基板W之旋轉速度保持於R1之下，將擴散材料200滴下至一側之面Wa，於時間T2至時間T3維持旋轉速度R1以進行旋塗。
接著，於時間T2至時間T3之間，使基板W之旋轉 速度由R1加速為R2，於時間T4至時間T5維持旋轉速度R2以進行旋塗。
接著，於時間T5至時間T6之間，使基板W之旋轉速度由R2減速為0rpm，結束第2塗布步驟。
基板旋轉時間，由開始至T1，可考量生產節拍適當地設定。例如0.2秒以上1秒以下。
T1~T2之間，例如0.5秒以上10秒以下。於本實施形態之製造方法，T1~T2之間為5秒。
T2~T3之間，例如0.5秒以上2秒以下。於本實施形態之製造方法，T2~T3之間為1秒。
T3~T4之間，例如0.2秒以上1秒以下。
T4~T5之間，例如3秒以上10秒以下。於本實施形態之製造方法，T4~T5之間為5秒。
T5~T6之間，例如0.2秒以上1秒以下。
又，基板旋轉速度，R1為800rpm以上3000rpm以下，R2為1000rpm以上5000rpm以下。R1為第1塗布步驟中最大之基板轉速。R2為第2塗布步驟中最大之基板轉速。本實施形態之製造方法中，R1為800rpm，R2為3000rpm。
圖6(a)所示之旋塗條件，第1塗布步驟及第2塗布步驟之旋塗，係於第1塗布步驟開始至第2塗布步驟結束為止，不使基板W的旋轉停止而連續地進行。於第1塗布步驟及第2塗布步驟之間若停止基板W的旋轉，則如圖6(b)所示，於第1塗布步驟旋塗之預濕用組成物210，會 因本身重量而繞流進基板W之另一側之面，而污染另一側之面。然而，若於第1塗布步驟及第2塗布步驟之間持續基板W之旋轉，則由於對預濕用組成物210經常施有離心力，故預濕用組成物210不會繞流進基板W之另一側之面，而會朝周圍飛散，而能抑制另一側之面的污染。
又，於第1塗布步驟開始至第2塗布步驟結束為止，若不使基板W的旋轉停止而連續地進行，亦可解決其他之課題。
本實施形態之製造方法所使用基板，如圖3(a)所示，基板W之中央部WC起至基板W之外周之距離並非固定。如此，若使基板W之中央部WC起至基板W之外周之距離並非固定之基板旋轉，則基板W之端部、特別是因基板切割所形成之直線部分會邊與周邊之空氣相撞邊旋轉，故使周邊之空器移動，而容易形成空氣的流動。以下，將如此之現象稱為「風切」。
若因風切使空氣大幅度地移動，則因旋塗而飛散至周圍的擴散材料200或預濕用組成物210之飛沫，會乘著空氣的流動而到達基板W之另一側之面，而污染另一側之面。源自基板W之形狀的風切，由於無法避免其之產生，故於本實施形態之製造方法中，必須設定為盡可能減低旋塗時之風切之影響的運轉條件。
若由該觀點考量，基板旋轉時間之總時間較短者，可於風切還不太使空氣移動之前旋塗即結束，故較佳。又，若減少基板旋轉速度之變化，則可使風切所造成之空氣的 移動不會混亂，故較佳。
如上述，藉由於第1塗布步驟及第2塗布步驟之間不停止基板W之旋轉，可使第1塗布步驟開始至第2塗布步驟結束為止之間，減少基板旋轉速度之變化。
又，藉由以上述之時間範圍設定基板旋轉時間，可抑制生產節拍為15秒~18秒左右，故可抑制因風切所致之基板W之另一側的面受到污染。
再者，於第2塗布步驟中，較佳為，控制T4~T5間之時間，形成半乾燥狀態之擴散劑的塗膜。此處，擴散劑之塗膜為「半乾燥狀態」，係指擴散材料200之流動性雖失去，但將塗膜放置於常溫下時，殘存有以目視可確認自然乾燥模樣之程度之溶劑的狀態。例如，以旋轉速度R2持續旋轉60秒鐘以形成塗膜時，非為半乾燥狀態，而成為充分乾燥的塗膜。
藉由於塗膜成為半乾燥狀態後停止旋轉基板，並結束第2塗布步驟，與使塗膜完全乾燥後停止旋轉基板的情況相比，可縮短旋塗的生產節拍。又，由於縮短基板旋轉時間，故塗膜不易因風切而產生不良影響。
又，如圖所示，於第2塗布步驟中，較佳為，將擴散材料200供給至一側之面後，由第1塗布步驟之基板轉速增加至第2塗布步驟之基板轉速。藉此，不易產生擴散材料200之塗布偏差。
本實施形態之製造方法中，係於基板W之一側之面Wa形成擴散劑之塗膜之前進行預濕，故若將含擴散劑之 擴散材料200旋塗則擴散材料200可良好地擴散濕潤一側之面Wa。因此，所形成之擴散劑之塗膜，為無孔或未塗布部分等缺陷的良好塗膜。本實施形態之太陽能電池之製造方法中，由於係以預濕用組成物210進行預濕後將擴散材料200旋塗，故不易產生擴散劑之塗膜的形成不良，而能製造高品質的太陽能電池。
本實施形態之太陽能電池之製造方法，係如以上之內容。
以下，關於能實施本實施形態之太陽能電池之製造方法的裝置構成，說明一例。
圖7(a)係實施本實施形態之太陽能電池之製造方法之基板處理裝置之俯視圖，圖7(b)為圖7(a)之A-A沿線的截面圖。圖8為顯示基板處理裝置100之電氣構成的塊狀圖。
以下，於說明基板處理裝置100之構成時，為了便於標記，係使用XYZ座標系說明圖中之方向。基板處理裝置100之長邊方向之基板之搬運方向標記為X方向。俯視下之與X方向(基板搬運方向)正交之方向標示為Y方向。垂直於含X方向軸與Y方向軸之平面的方向標示為Z方向。又，X方向、Y方向及Z方向之分別之圖中之箭號方向為+方向、箭號方向之相反方向為-方向。
如圖7(a)、(b)所示，基板處理裝置100，係具備：用以將被處理物之基板W搬入之搬入部1、設置於該搬入部1之下游側(+X方向)之塗布裝置10、設置於該塗布裝置 10之下游側(+X方向)之乾燥裝置3、由該等搬入部1將基板W搬運至乾燥裝置3之第1搬運裝置6、與於乾燥裝置3之部分搬運基板W之第2搬運裝置7。
基板處理裝置100，如圖8所示，具備有用以分別控制搬入部1、塗布裝置10、乾燥裝置3、第1搬運裝置6、及第2搬運裝置7的驅動之控制部9。
乾燥裝置3，係由朝下游側(+X方向)依序配置之3台加熱板3a、3b、3c所構成。各加熱板3a、3b、3c，於與基板之搬運方向正交之方向(Y方向)分成3等分，於各加熱板3a、3b、3c間形成間隙51。
上述第2搬運裝置7，含有：透過間隙51而可於加熱板3a、3b、3c之內面側與表面之間進退之薄板狀的基板支持構件52、將該基板支持構件52沿著X方向導引之導輥53、與沿著該導輥53使基板支持構件52沿著X方向移動之汽缸單元54。乾燥裝置3，係與控制部9電氣連接，以控制部9控制各加熱板3a、3b、3c之驅動。
塗布裝置10，係含有：保持基板W之夾具部20、對夾具部20所保持之基板W將擴散材料滴下之噴嘴部21、與收容旋轉中之夾具部20之蓋部(防止飛散用蓋)22。本實施形態之塗布裝置10，係所謂旋塗器。塗布裝置10，係與控制部9電氣連接，以控制部9控制夾具部20的動作。
第1搬運裝置6，係含有：沿基板處理裝置100之一端(-Y方向)側而設置之軌道60、沿著該軌道60移動之 複數之移動體61、支持由該各移動體61向上方(+Z方向)自由升降之基板W的複數個基板支持構件62。基板支持構件62，設置有用以支持基板W之複數個支持爪63。第1搬運裝置6，係與控制部9電氣連接，以控制部9控制移動體61及基板支持構件62之驅動。
第1搬運裝置6，可獨立地驅動複數個移動體61。該等移動體61係設置於沿著軌道60移動之際分別不會干涉的位置。藉此，第1搬運裝置6，例如，可於一個移動體61所設置之基板支持構件62，將擴散材料200之塗布後之基板W由塗布裝置10內搬出並搬入乾燥裝置3的時間點，同時於另一移動體61所設置之基板支持構件62，由搬入部1將另一基板W搬入塗布裝置10內。藉此，縮短了基板處理裝置100對基板W之擴散材料200之塗布步驟及乾燥步驟所需之節拍。
第2搬運裝置7，係與控制部9電氣連接，以控制部9控制汽缸單元54的驅動。第2搬運裝置7，藉由以汽缸單元54進行Z方向之伸長動作，使基板支持構件52之上端由間隙51突出，藉此將加熱板3a上之基板W提升，以該狀態沿著導輥53與汽缸單元54一同使基板支持構件52朝下游側移動，接著，壓縮汽缸單元54，使基板支持構件52之上端由加熱板3a之上面降下，藉此使基板W移至下游側之加熱板3b。藉由反覆如此之動作，將基板W依序移至下游側之加熱板3c。
圖9，係顯示塗布裝置10之要部構成之圖，圖9(a)係 顯示側邊截面圖，圖9(b)係顯示俯視圖。又，圖9中係圖示基板W設置於塗布裝置10內的狀態。
夾具部20，係如圖9(a)所示，係設置為能以吸附保持基板W的狀態旋轉，且對蓋部22可升降。具體而言夾具部20，係可於載置基板W之載置位置(基板載置位置)至蓋部22內之進行旋轉動作之旋轉位置(旋轉位置)之間進行升降。
蓋部22，係用以防止滴下至基板W之擴散材朝周邊飛散者，並具備將基板W之內面側洗淨之內面洗淨噴嘴(洗淨噴嘴)22a。內面洗淨噴嘴22a，係連接至未圖示之洗淨液供給源。該洗淨液供給源係藉由加壓使洗淨液由內面洗淨噴嘴22a噴射。
如圖9(b)所示，本實施形態之夾具部20於俯視之狀態為圓形。另一方面，夾具部20所保持之基板W，由於為太陽能電池用途故於平面形狀為方型，四角為成圓角之形狀。
夾具部20係具有基板W之短邊長度之40~70%之直徑。於本實施形態，夾具部20之直徑例如為基板W之短邊長度之大致2/3。如此，由於夾具部20具有基板W之短邊長度之40~70%之直徑，且由於如上述四角為圓角，故即使為旋轉時有產生晃動之虞之基板W，夾具部20亦可良好地保持。即使採用基板W之厚度為薄者時，夾具部20亦可確實地保持。
接著，說明夾具部20及內面洗淨噴嘴22a中之配置 關係。內面洗淨噴嘴22a，係如圖9(b)所示，於俯視的狀態下配置於夾具部20之外緣與基板W外緣的大致中央。藉由該構成，可對於以夾具部20旋轉之基板W內面中之夾具部20之外緣大致成同心圓狀的位置供給洗淨液。
塗布裝置10，可於將擴散材料滴下至基板W表面的時間點，同時對基板W內面由內面洗淨噴嘴22a噴射洗淨液之醇以進行所謂背面淋洗處理。該洗淨液之醇，可舉例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇、及3-甲氧基-1-丁醇等之碳數1~5之醇。
具體而言，於本實施形態，內面洗淨噴嘴22a，距夾具部20所保持之基板W短邊之外緣端之距離D為10mm以內。藉此，由內面洗淨噴嘴22a朝基板W內面所供給之洗淨液會良好地擴展至基板W之外緣，並防止擴散材料繞流進基板W之內面，藉此於擴散材料之塗布後不需進行另外之背後淋洗處理，可縮短塗布步驟之節拍。
圖10係顯示噴嘴部21之要部構成之圖。
噴嘴部21，如圖10所示，具有：形成有將擴散材料200滴下之開口部23a的第1噴嘴23、形成有將預濕用組成物210滴下之開口部26a的第2噴嘴26、與收容第1噴嘴23及第2噴嘴26的收容部24。
收容部24，如圖10所示，具有：與第1噴嘴23及第2噴嘴26設置為一體之蓋部24a、與該蓋部24a一同形成收容第1噴嘴23及第2噴嘴26之一部分(尖端部分)之密閉空間的本體部24b。如此之收容部24，係以密閉狀態 收容第1噴嘴23及第2噴嘴26，故能防止開口部23a、26a乾燥。又，蓋部24a係與第1噴嘴23及第2噴嘴26一同移動，本體部24b則不會由噴嘴部21的待機位置移動。
本實施形態中，第1噴嘴23及第2噴嘴26，係由蓋部(保持構件)24a保持為一體。第1噴嘴23，係以使開口部23a朝向鉛直方向(Z軸方向)的方式配置。亦即，第1噴嘴23，係以使由開口部23a所滴下之擴散材之液滴的滴下方向成為沿著鉛直方向的狀態保持於蓋部24a。
另一方面，第2噴嘴26，係配置成使通過開口部26a中心的軸線對於鉛直方向(Z軸方向)成為傾斜的狀態。亦即，第2噴嘴26，係以使由開口部26a所滴下之預濕用組成物之液滴的滴下方向成為對鉛直方向為傾斜的狀態保持於蓋部24a。
保持於蓋部24a之第1噴嘴23，可對基板W以鉛直方向由上方滴下擴散材。另一方面，第2噴嘴26，係於第1噴嘴23配置於對基板W之中央部可滴下擴散材的位置時，係以可對基板W之中央部WC成為由斜上方將預濕用組成物滴下至基板W之中央部的方式保持於蓋部24a。亦即，本實施形態中，蓋部24a，係構成為限制機構，其係以使預濕用組成物之液滴滴下至基板W之中央部的方式限制液滴的滴落位置。
又，第2噴嘴26中之對蓋部24a之安裝角度、亦即第2噴嘴26之軸線中對鉛直方向之傾斜角度，係根據基 板W、開口部23a及開口部26a之位置關係或各噴嘴23、26之尺寸等適當地設定，而例如以設定為30~45度為佳、更佳為設定為45°。又，第2噴嘴26，不一定要使整體為傾斜狀態，亦可採用僅尖端部以上述角度傾斜的構成。藉由如此，可抑制第2噴嘴26之設置空間，而可謀求噴嘴部21的小型化。
噴嘴部21，具有使蓋部24a移動之移動機構(移動部)25，藉由該移動機構25使第1噴嘴23及第2噴嘴26可對夾具部20一體移動(進退)。藉此，第1噴嘴23及第2噴嘴26可對基板W之夾具部20以平行於搬入方向(X方向)地進退。藉此，可減少第1噴嘴23及第2噴嘴26的移動距離，而可縮短塗布步驟整體之節拍。
又，於第1噴嘴23之內部設置有使擴散材料200朝開口部23a流通之未圖示的流通路，於該流通路內連接有未圖示之擴散材供給源。該擴散材料供給源具有例如未圖示之泵，以該泵將擴散材朝開口部23a擠出以使擴散材料200由開口部23a滴下。
又，於第2噴嘴26之內部設置有使預濕用組成物210朝開口部26a流通之未圖示的流通路，於該流通路內連接有未圖示之預濕用組成物供給源。該預濕用組成物供給源具有例如未圖示之泵，以該泵將預濕用組成物朝開口部26a擠出以使預濕用組成物210由開口部26a滴下。
接著，關於基板處理裝置100之動作，說明主要以塗布裝置10對基板W上之擴散材料的塗布步驟。
圖11係顯示藉塗布裝置10之擴散材料之塗布步驟之流程圖。
塗布裝置10之擴散材料之塗布步驟，係包含：載置步驟S1、噴嘴移動步驟S2、噴嘴下降步驟S3、預濕用組成物滴下步驟S4、擴散材料滴下步驟S5、噴嘴上升步驟S6、與噴嘴移退步驟S7。
以塗布裝置10進行之塗布步驟，係因應於上述之圖2所示之步驟S12。
載置步驟S1，係將基板W載置於基板載置位置之夾具部20的步驟。
噴嘴移動步驟S2，係將噴嘴部21移動至基板載置位置之夾具部20之上方的步驟。
噴嘴下降步驟S3，係將載置基板W之夾具部20由基板載置位置朝於蓋部22內進行旋轉動作之旋轉位置移動、同時使噴嘴部21下降的步驟。
預濕用組成物滴下步驟S4，係對移動至旋轉位置之夾具部20上之基板W，由第2噴嘴26之開口部26a將預濕用組成物210滴下，同時使夾具部20旋轉的步驟。
擴散材料滴下步驟S5，係對滴下預濕用組成物210後之基板W，由第1噴嘴23之開口部23a將擴散材料200滴下，同時使夾具部20旋轉的步驟。
噴嘴上升步驟S6，係藉由使噴嘴部21上升而由夾具部20移退的步驟。
噴嘴移退步驟S7，係由蓋部22內使噴嘴部21移退 的步驟。
以下，參照圖12說明塗布步驟。
首先，如圖12(a)所示，基板處理裝置100，將搬入至搬入部1之基板W以第1搬運裝置6搬運至塗布裝置10(載置步驟S1)。此時，夾具部20上升至載置以基板支持構件62搬運之基板W的載置位置。又，基板處理裝置100，具備以下之塗布步驟，將其他之基板W搬入搬入部1內。
於本實施形態，例如，於將基板W載置於夾具部20的時間點，同時使噴嘴部21與基板W相對向(噴嘴移動步驟S2)。具體而言，噴嘴部21，係使第1噴嘴23之開口部23a移動至與基板W之中央部WC相對向的位置。如此由於於基板W載置於夾具部20的時間點同時使噴嘴部21與基板W相對向，故不需噴嘴部21移動至夾具部20之際的等待時間，故可謀求節拍縮短。
控制部9(參照圖8)，如圖12(b)所示，當載置基板W便以吸附保持該基板W的方式驅動夾具部20，以與夾具部20一同使噴嘴部21下降的方式控制(噴嘴下降步驟S3)。如此之噴嘴部21，藉由與夾具部20同時下降可使開口部23a、26a與基板W之距離保持為既定值，於後述之滴下步驟時可使各材料良好地滴下至基板W。
控制部9(參照圖8)，如圖12(c)所示，係以使保持於夾具部20之基板W若到達蓋部22內旋轉之旋轉位置，則使夾具部20旋轉的方式控制。控制部9，係於使夾具 部20旋轉之下，由第2噴嘴26之開口部26a使預濕用組成物210滴下至基板W(預濕用組成物滴下步驟S4)。於本實施形態，第2噴嘴26，係以可由對基板W之中央部WC之斜上方將預濕用組成物210滴下至基板W之中央部WC的方式保持於蓋部24a。因此，第2噴嘴26，可使由開口部26a滴下之液滴滴落於基板W之中央部WC。
控制部9(參照圖8)，由第2噴嘴26將既定量(例如2.0ml)之預濕用組成物210滴下至基板W後，使夾具部20旋轉既定時間。於本實施形態，於預濕用組成物滴下步驟S4，例如，使夾具部20以800rpm之轉速旋轉3秒。藉此，滴下至基板W之中央部WC之預濕用組成物210，會濕潤擴展至基板W的整面。
接著，控制部9(參照圖8)，如圖12(d)所示，保持於夾具部20之基板W於蓋部22內旋轉之下，由第1噴嘴23之開口部23a將擴散材料200滴下至基板W(擴散材料滴下步驟S5)。於本實施形態，第1噴嘴23，係以能於與基板W之中央部WC相對向之鉛直方向中之上方將擴散材料200滴下至基板W之中央部WC的方式保持於蓋部24a。因此，第1噴嘴23，由開口部23a滴下之液滴可確實地滴落於基板W的中央部WC。
控制部9(參照圖8)，係由第1噴嘴23將既定量之擴散材料200滴下至基板W上，並使夾具部20旋轉既定時間。於本實施形態，例如，係使夾具部20以800rpm之轉速旋轉0.5~1.0秒。藉此，可將擴散材料200擴展至不超 出基板W表面的範圍。
控制部9(參照圖8)，由第1噴嘴23將既定量之擴散材料200滴下至基板W上後，如圖12(e)所示，係以使噴嘴部21上升的方式控制(噴嘴上升步驟S6)。控制部9，係於使噴嘴部21上升之下，使夾具部20旋轉既定時間。於本實施形態，例如，係使夾具部20以2000rpm之轉速僅旋轉5秒以內。
藉此，滴下至基板W的中央部WC的擴散材料200，濕潤擴展至基板W整面。藉此，可由基板W之表面甩開擴散材料200。
於本實施形態，由於係將滴下擴散材料200之第1噴嘴23配置於對於基板W之中央部WC的鉛直方向上方，故與如第2噴嘴26的方式以傾斜狀態配置時相比，可將擴散材料200精度佳地滴下至基板W之中央部WC。藉此，僅滴下少量(例如，1.5ml左右)之擴散材料200即可使擴散材料200濕潤擴展至基板W整面。又，於本實施形態，藉由於基板W之整面塗布預濕用組成物210使濕潤性增大，故擴散材料200可於短時間濕潤擴展至基板W之整面。因此，藉由本實施形態，能以短節拍精度佳地進行於基板W上之擴散材料200的塗布。
控制部9，係使噴嘴部21上升至既定高度之後，如圖12(f)所示，以使噴嘴部21由對向於夾具部20之位置移退至待機位置的方式來控制(噴嘴移退步驟S7)。於噴嘴部21由夾具部20上方移退之際，夾具部20係以 2000rpm之轉速進行旋轉驅動。又，第1噴嘴23及第2噴嘴26，於待機位置係收容於藉由抵接蓋部24a與本體部24b所構成之收容部24內(參照圖10)。
於本實施形態，夾具部20，較佳為，例如於0.1秒內由800rpm之轉速加速至2000rpm之轉速，並且於停止旋轉動作時於0.5秒內由2000rpm之轉速減速至轉速0rpm。藉此，可使於基板W上之擴散材料200之塗布所需要之節拍整體抑制為15秒~18秒左右。
又，可使基板W上所形成之擴散劑的塗膜成為半乾燥狀態。
於本實施形態之裝置，係於夾具部20旋轉之同時由內面洗淨噴嘴22a朝基板W內面噴射洗淨液之醇以進行背面淋洗處理。洗淨液之噴射，係於夾具部20之旋轉開始後之3秒內開始。
藉由本實施形態之裝置，內面洗淨噴嘴22a係如參照圖9所說明般，配置於基板W之外緣端起之10mm以內，故供給至之基板W內面之洗淨液可良好地擴展至基板W之外緣端。藉此，可防止擴散材料200繞流進基板W之內面，藉此於塗布步驟後不需進行另外之背後淋洗處理，可大幅縮短塗布步驟之節拍。
旋轉動作結束後，由於夾具部20上升而由蓋部22內移退。接著，控制部9驅動第1搬運裝置6之基板支持構件62，由夾具部20接受基板W而搬運至乾燥裝置3內。而基板W上之擴散材料200乾燥。
於本實施形態，將塗布擴散材料200後之基板W由夾具部20搬出後，控制部9將其他之基板W由搬入部1搬入塗布裝置10。此時，控制部9係使用第1搬運裝置6之其他之基板支持構件62將基板W載置於夾具部20。而於將塗布好擴散材料200之基板W搬入乾燥裝置3內之間，於塗布裝置10內以同樣地對基板W進行擴散材料200之塗布。
接著，控制部9，將基板W搬入乾燥裝置3內。於乾燥裝置3，係對一片之基板W使用加熱板3a、3b、3c以150℃分別進行各10秒鐘之乾燥處理。基於如此之構成，基板處理裝置100可每10秒一次將基板W搬入乾燥裝置3內，將由塗布裝置10所搬出之基板W依序搬運至乾燥裝置3內，藉此可大幅提升處理速度。
具體而言，基板處理裝置100，首先將塗布有擴散材料200之基板W載置於位於最上游側之加熱板3a。加熱板3a對基板W以150℃乾燥10秒鐘。之後，控制部9壓縮汽缸單元54，以將基板支持構件52之上端從加熱板3a之上面降下，藉此使經加熱板3b乾燥後之基板W移至下游之加熱板3b。加熱板3b對基板W以150℃乾燥10秒鐘。之後，控制部9壓縮汽缸單元54，以將基板支持構件52之上端從加熱板3b之上面降下，藉此使基板W移至下游之加熱板3c。加熱板3c對基板W以150℃乾燥10秒鐘。藉此，可對基板W以150℃施以乾燥處理30秒鐘。
又，加熱板3a、3b、3c之加熱溫度亦可相異。例如，亦可加熱板3a對基板W以60℃乾燥10秒鐘、加熱板3b對基板W以120℃乾燥10秒鐘、加熱板3c對基板W以150℃乾燥10秒鐘以使基板W乾燥。
於本實施形態，於將基板W由加熱板3a移動至加熱板3b之同時，第1搬運裝置6之基板支持構件62將由塗布裝置10搬出之基板W載置於加熱板3a。又，將一個基板W由加熱板3b移動至加熱板3c之同時，由加熱板3c將另一基板W以未圖示之搬出用手臂由基板處理裝置100內搬出。
於如此之本實施形態，藉由將各基板W於加熱板3a、3b、3c間依序移送，可進行擴散材料200之乾燥處理。藉此，可於基板W之表面形成擴散膜。
若以上述之塗布裝置10實施本實施形態之太陽能電池之製造方法，由於塗布裝置10中之噴嘴部21具備可對基板W之中央部WC由斜上方將預濕用組成物210滴下至基板W之中央部WC的第2噴嘴26，故使噴嘴部21移動至基板W上之後，可不移動第1噴嘴23及第2噴嘴26的位置，而將預濕用組成物210及擴散材料200滴下至基板W上。因此，將各材料200、210滴下於基板W之際可省去移動各噴嘴23、26之時間，故可縮短對基板W之擴散材料之塗布處理所需要之節拍。
又，於噴嘴下降步驟S3，係於基板W所載置之夾具部由基板載置位置移動至於蓋部22內進行旋轉動作之旋 轉位置的同時，使噴嘴部21下降的構成，故於到達旋轉位置的時間點，即可開始預濕用組成物210之滴下，故可謀求塗布處理中之節拍的縮短。又，由於係於夾具部20之旋轉動作結束之前進行噴嘴上升步驟S6的構成，故於夾具部20之旋轉動作結束之際，於夾具部20之上方並無配置噴嘴部21，故可藉由增快夾具部20之上升速度以謀求塗布處理之節拍的縮短。又，藉由控制預濕用組成物滴下步驟S4及擴散材料滴下步驟S5的時間點，塗布裝置10可採用與以往之旋塗器同樣之構成者。因此，可抑制基板處理裝置100的成本。
又，本實施形態之太陽能電池之製造方法，並不限於上述之裝置構成，其他之裝置亦可實施。
例如，於上述實施形態中，係舉第2噴嘴26為以使通過開口部26a中心的軸線對於鉛直方向(Z軸方向)為傾斜之狀態保持於蓋部24a的例，但只要可將擴散材料200良好地滴下至基板W之中央部WC，亦可將第1噴嘴23以傾斜的狀態保持於蓋部24a。或者，亦可將第1噴嘴23及第2噴嘴26分別以傾斜的狀態保持於蓋部24a。
又，於上述實施形態，係舉以蓋部24a構成以使預濕用組成物210之液滴滴下至基板W之中央部WC的方式限制液滴之滴落位置的限制機構之例，但並不限於此。
例如，如圖13所示，亦可構成為藉由以賦予物理性外力來調整前述液滴之軌道的調整裝置150，以使預濕用組成物之液滴滴下至基板W之中央部的方式限制液滴之 滴落位置的限制機構。如此之調整裝置150，例如係以氣體噴出裝置、磁力產生裝置等構成。氣體噴出裝置所構成之調整裝置150，可藉由調整氣體的噴出量，調整第1噴嘴23及第2噴嘴26所滴下之各材料200、210之至少一者之液滴的軌道，而使液滴滴落於基板W之中央部WC。又，由磁力產生裝置所構成之調整裝置150，可藉由調整磁力的產生量，以磁力調整第1噴嘴23及第2噴嘴26所滴下之各材料200、210之至少一者之液滴的軌道，而使液滴滴落於基板W之中央部WC。
藉由如以上之太陽能電池之製造方法，可抑制擴散劑之使用量，並縮短生產節拍，且能抑制擴散劑之塗膜的形成不良。
又，於本實施形態中，係於基板W之一側之面Wa形成凹凸形狀，但並不限於此。即使於一側之面Wa沒有凹凸形狀，藉由以預濕用組成物210預濕，亦可抑制擴散劑之塗膜的形成不良。
又，於本實施形態中，係說明於基板W之一側之面Wa形成凹凸形狀，將一側之面Wa作為受光面使用之單面發電型之太陽能電池的製造方法，但本發明之預濕用組成物，亦可適用於將基板兩面作為受光面使用之雙面發電型之太陽能電池的製造方法。當為雙面發電型之太陽能電池時，除了基板W之一側之面Wa之外，較佳為於另一側之面亦形成凹凸形狀。藉由於另一側之面亦形成凹凸形狀，可提高入射於另一側之面之太陽光的利用效率，可作 成能以高效率發電之太陽能電池。
以上，係參照圖式說明本發明之較佳之實施形態例，但本發明並不限定於該等例。上述例中之各構成構件之各形狀或組合等皆為一例，於不脫離本發明主旨的範圍內可根據設計要求等進行各種變更。
例如，於上述實施形態中，係說明使用n型基板之太陽能電池的製造方法，擴散劑係使用13族元素之硼化合物，但本發明亦適用於使用p型基板之太陽能電池的製造方法。於該場合，擴散劑係準備使用了含有上述15族元素之化合物的擴散材料，將基板之表面預濕後，將擴散材料旋塗，藉此可形成較佳之擴散劑之塗膜。又，當於p型基板中之塗布含有15族元素之化合物之面(一側之面)的相反面(另一側之面)塗布硼系擴散材料時亦可使用。
又，p型基板，除上述之使用CZ法(柴可斯基法)或FZ法(浮區法)等所製造之單晶矽之外，亦可使用多晶矽。
[實施例]
以下藉實施例說明本發明，但本發明並不限於該等實施例。
[實施例1]PGME及H2O之2成分系預濕用組成物
將丙二醇單甲醚(PGME)(沸點120℃)及H2O之2成分所構成之預濕用組成物，以以下之表1所示之共計6種之質量比率(PGME/H2O=90/10~30/70之範圍)調製。又，以下 H2O係使用DIW。
使用所得之預濕用組成物如以下之方式製作太陽能電池。又，作為2成分系預濕用組成物的比較對象，於預濕使用PGME(PGME/H2O=100/0)及H2O(PGME/H2O=0/100)，以同樣方法製作太陽能電池。
將預濕用組成物0.92g，滴下至n型單晶矽基板，接著，於不停止基板的旋轉之下，於已旋塗預濕用組成物之矽基板，將含有硼系擴散劑、以PGME為溶劑之硼系擴散材料(EPLUS(註冊商標)SC-1008，東京應化工業公司製)以表1所示之量滴下至基板以進行旋塗，將該基板載置於150℃之加熱板上30秒鐘使其乾燥，接著將該基板以擴散爐於氧環境氣氛下以600℃進行燒成30分鐘之後，於氮環境氣氛下以950℃實施30分鐘之熱擴散。前述n型單晶矽基板，係使用對角線：200mm、邊(直線部分)：156mm、厚度：180μm，基板之兩面以鹼溶劑蝕刻，於兩面形成有凹凸形狀者。又，旋塗之條件，參照圖6(a)，R1=800rpm、R2=2800rpm、T1~T2=5秒、T2~T3=0.5~1.5秒、T4~T5=5秒。
對所得之太陽能電池，進行特性評價。評價對象，係 對以擴散材料之滴下量為0.72g、PGME/H2O之組成比率為50/50(質量比)之預濕用組成物滴下的條件所製作之上述之太陽能電池進行。其之結果，n型單晶矽基板反轉成p型，薄片電阻值為60.3Ω/sq.。
對所得之各太陽能電池，進行硼系擴散材料之塗布性的評價。將評價結果示於表1。
表中之○，係表示硼系擴散材料之塗布面，於基板整面無未塗布之部分而均一地形成。表中之△，係表示硼系擴散材料之塗布面，雖形成於基板之大致整面，但觀察到條紋。表中之×，係表示硼系擴散材料之塗布面，未形成於基板整面並產生未塗布之部分。硼系擴散材料之塗布性為○之基板可良好地使用為太陽能電池。硼系擴散材料之塗布性為△及×之基板作為太陽能電池使用時不佳。該等塗布性之評價可藉目視進行。
[比較例1]
除於矽基板旋塗硼系擴散材料之前未進行預濕用組成物之滴下以外，與實施例1以同樣之方法進行太陽能電池之製作。為了於基板整面無未塗布部分而均一地形成硼系擴散材料之塗布面，必須將1.50g之硼系擴散材料滴下至基板(表2)。
又，當擴散材料之滴下量為1.08g時，硼系擴散材料之塗布面無法形成於基板整面而產生未塗布部分(表2)。另一方面，若使用多量的擴散材料之滴下量1.50g，則可於矽基板整面塗布硼系擴散材料。如此使用多量之擴散材料，硼系擴散劑之塗布性有變良好的傾向，於實施例1中亦可見(參照表1中之PGME/H2O=30/70)。
相對於此，滴下PGME及H2O之2成分所構成之預濕用組成物並進行旋塗後，滴下硼系擴散材料，以旋塗進行塗布後之矽基板，僅以極少量之0.36g之擴散材料之滴下即可形成良好的塗布面。
又，將表1之(PGME/H2O=100/0)之溶液使用於預濕時，擴散材料之0.36g之滴下的塗布性，係硼系擴散材料之塗布面，雖形成於基板之大致整面，但觀察到條紋(△)。
另一方面，當使用PGME及H2O之2成分系之預濕用組成物時，擴散材料之0.36g之滴下塗布性亦良好(○)。
因此表示，藉由於預濕使用PGME及H2O之2成分系之預濕用組成物，用以形成良好塗布面所必須之硼系擴散材料之使用量可大幅減少。
[實施例2]EGME及H2O之2成分系預濕用組成物
將乙二醇單乙醚(EGME)(沸點135℃)及H2O之2成分所構成之預濕用組成物，以以下之表3所示之共計7種之 質量比率(EGME/H2O=90/10~20/80之範圍)調製，於預濕使用所得之預濕用組成物，除此之外，於實施例1以同樣方法製作太陽能電池。又，作為預濕用組成物的比較對象，於預濕使用EGME(EGME/H2O=100/0)及H2O(EGME/H2O=0/100)，以同樣方法製作太陽能電池。
對所得之太陽能電池，進行特性評價。評價對象，係對以擴散材料之滴下量為0.36g、PGME/H2O之組成比率為70/30(質量比)之預濕用組成物滴下的條件所製作之上述之太陽能電池進行。其之結果，n型單晶矽基板反轉成p型，薄片電阻值為60.5Ω/sq.。
又，與實施例1同樣地，進行硼系擴散材料之塗布性的評價。將評價結果示於表3。
由表3所示之結果，顯示藉由於預濕使用EGME及H2O之2成分系預濕用組成物，用以形成良好塗布面所必須之硼系擴散材料之使用量可大幅減少。
[實施例3]MeOH及H2O之2成分系預濕用組成物
將甲醇(MeOH)(沸點64.7℃)及H2O之2成分所構成之預濕用組成物，以以下之表4所示之共計6種之質量比 率(MeOH/H2O=90/10~30/70之範圍)調製，於預濕使用所得之預濕用組成物，除此之外，於實施例1以同樣方法製作太陽能電池。
對所得之太陽能電池，進行特性之評價。評價對象，係對以擴散材料之滴下量為0.72g、MeOH/H2O之組成比率為80/20(質量比)之預濕用組成物滴下的條件所製作之上述之太陽能電池進行。其之結果，n型單晶矽基板反轉成p型，薄片電阻值為59.9Ω/sq.。
又，與實施例1同樣地，進行硼系擴散材料之塗布性的評價。將評價結果示於表4。
由表4所示之結果，顯示藉由於預濕使用MeOH及H2O之2成分系預濕用組成物，用以形成良好塗布面所必須之硼系擴散材料之使用量可大幅減少。
由以上之結果可之本發明為有用。

Claims (2)

  1. 一種預濕用組成物，其含有質子性之極性溶劑及水，其係使用於太陽能電池之製造方法，該太陽能電池之製造方法係具有下述步驟：將預濕用組成物旋塗於半導體製造用基板之一面的第1塗布步驟；將包含具有第1雜質元素之擴散劑與溶劑的擴散材料，旋塗於預濕用組成物旋塗後之前述之一面，以形成上述擴散劑之塗膜的第2塗布步驟；對形成有前述塗膜之前述半導體製造用基板進行熱處理，以形成前述擴散劑所具有之雜質元素擴散後之第1雜質層的第1雜質層形成步驟；其中前述質子性之極性溶劑係選自下述之成分(a)~(c)所構成群中之至少一種：(a)下述式(I)所表示之化合物、(b)下述式(II)所表示之化合物、(c)碳數1~4之烷基醇【化1】R0-O-(C2H4-O)n-H…(I) 【化2】R0-O-(C3H6-O)n-H…(II)[式中，R0表示碳數1~4之直鏈狀或分支狀之烷基，n為1或2之整數]。
  2. 如申請專利範圍第1項之預濕用組成物，其中，前述質子性之極性溶劑與前述水之質量比係質子性極性溶劑/水=90/10~30/70。
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